linux overlay是一種聯合文件系統，它通過將多個目錄（稱為“層”）組合起來，呈現出一個整合的視圖。這項技術首次出現在linux內核3.18版本中，如今已成為容器技術（例如docker）中廣泛采用的存儲方案。以下是Linux overlay的基本工作原理及其操作流程：
OverlayFS的構成
- Lowerdir（只讀層）：這是基礎文件系統的部分，所有其他文件系統都基于此構建，保存了其他文件系統未包含的持久性數據。
- Upperdir（讀寫層）：這是存放容器數據修改的地方，任何針對這部分數據的改動都會直接體現在最終展示的文件系統里。
- Merged（最終呈現給用戶的目錄）：這里融合了上層目錄和下層目錄的內容，向用戶提供了一個統一的視角。
- Workdir（工作目錄）：用作臨時文件和中間數據的存儲區，在最終合并之前，這些改動不會影響到最終的合并視圖。
OverlayFS的操作機制
OverlayFS借助寫時復制（copy-on-Write, COW）的方式來進行存儲層的管理。當用戶對Upperdir里的文件進行更改時，OverlayFS首先會將更改的內容復制到Upperdir內的一個臨時位置，然后才執行寫入操作。如果Lowerdir中同樣存在相同的文件，OverlayFS會采取“后寫者優先”的策略來解決沖突，即保留Upperdir中的文件，替換掉Lowerdir中的文件。
docker中的應用場景
- 鏡像存儲：Docker鏡像是由多個層次構成的，每一層代表一次文件系統的變化。OverlayFS把這些層次疊加起來，讓用戶看到的是一個完整且統一的文件系統，而不需要關心底層的具體結構。
- 容器存儲：當Docker基于鏡像生成一個容器時，它會在鏡像之上添加一個可寫的層級。OverlayFS把這一可寫層級與鏡像的只讀層級結合在一起，形成一個統一的視圖，容器能夠在此環境中運行應用程序。
Docker配置OverlayFS的方法
- 確認Docker版本是否支持OverlayFS（至少需要Docker 17.06.02及以上版本）。
- 調整Docker的存儲驅動為overlay。
- 重啟Docker服務以便新配置生效。
遇到問題時的應對措施
- 權限相關問題：確保lower和upper目錄的權限設置無誤，通常這類操作需要root權限。
- 性能瓶頸：優化文件系統的布局，盡量減少不必要的文件復制操作。
- 文件鎖定問題：保證應用程序能夠妥善處理文件鎖定的情況。
通過以上方式，我們可以利用Linux OverlayFS簡化容器管理過程，提升存儲效率，并保障數據的安全性和一致性。
